À partir des premières explorations de la thermodynamique et de la caractérisation du rayonnement du corps noir, Max Planck a prédit l'existence d'une valeur d'attente non nulle pour la densité d'énergie électromagnétique du vide quantique ou énergie du point zéro (ZPE).
À partir de la mécanique d'un oscillateur quantique, Planck a dérivé le spectre du corps noir, qui répondait à la loi de Stefan-Boltzmann avec un terme de non-vanification restant où la somme de tous les modes d'oscillation divergeait à l'infini en chaque point du champ.
Dans la dérivation moderne, les fonctions de corrélation sont utilisées pour dériver le comportement cohérent des opérateurs de création et d'annihilation.
Bien qu'une approche courante consiste à normaliser l'hamiltonien de sorte que tous les modes de l'état fondamental s'annulent, fixant artificiellement l'énergie du point zéro à zéro, l'énergie du point zéro est essentielle pour la cohérence mathématique de la mécanique quantique car elle maintient la non-commutativité des opérateurs de création et d'annihilation, ce qui aboutit au principe d'incertitude d'Heisenberg.
Notre calcul démontre que les modes cohérents des fonctions de corrélation au temps caractéristique du proton résultent correctement dans l'émergence de sa masse directement à partir des modes de fluctuation du vide quantique.
Nous constatons également que cette valeur énergétique est compatible avec une cavité de Casimir de la même distance caractéristique.
En conséquence, nous avons développé une solution analytique décrivant à la fois la structure de l'espace-temps quantique en tant que fluctuations du vide et extrapolant cette structure à la dynamique de surface du proton afin de définir un mécanisme d'écrantage des fluctuations électromagnétiques à une échelle donnée.
A partir d'un premier écrantage à la longueur d'onde Compton réduite du proton, nous trouvons une relation directe avec les équations de champ d'Einstein et la solution de Schwarzschild décrivant un terme source pour l'énergie interne du proton émergeant des fluctuations électromagnétiques du point zéro.
Un second écrantage des fluctuations du vide est trouvé au rayon de charge du proton, ce qui donne avec précision la masse au repos.
En tenant compte de l'écran initial, nous calculons la valeur du rayonnement de Hawking de la structure centrale de Schwarzschild et constatons qu'elle est équivalente à l'énergie de la masse au repos qui se diffuse dans la structure interne du proton.
Le gradient de pression ou les forces de pression qui en résultent sont calculés et correspondent très bien à toutes les valeurs mesurées de la force de couleur et de la force forte résiduelle typiquement associées au confinement des quarks-antiquarks et des tubes de flux de gluons.
En conséquence, nous sommes en mesure d'unifier toutes les forces de confinement avec la force gravitationnelle émergeant de la courbure de l'espace-temps induite par les fluctuations électromagnétiques quantiques du vide.
Enfin, nous avons appliqué le mécanisme d'écrantage de la densité d'énergie du vide quantique à l'univers observable et calculé la densité d'énergie critique correcte généralement donnée pour la masse-énergie totale de l'univers.
Connexion
